JavaRandom函数介绍

Java中存在两种Random函数：

一.java.lang.Math.Random

Random()函数能够返回带正号的double值，该值大于等于0.0且小于1.0，即取值范围是[0.0,1.0)的左闭右开区间，返回值是一个伪随机选择的数，在该范围内（近似）均匀分布。阅读Math类的源代码可以发现，Math类中的random方法就是直接调用Random类中的nextDouble方法实现的。

public class TestRandom1 {

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("Math.random=" + Math.random());
        //注意不要写成(int)Math.random()*3，这个结果为0，因为先执行了强制转换
        int num= (int) (Math.random()*3);
        System.out.println("num="+ num);
    }

}

运行结果：

Math.random=0.12444713494037196
num=1

二.java.util.Random

1.构造函数

Random类包含两个构造方法，下面依次进行介绍：

a、public Random()

该构造方法使用一个和当前系统时间对应的相对时间有关的数字作为种子数，然后使用这个种子数构造Random对象。

b、public Random(long seed)

该构造方法可以通过制定一个种子数进行创建。

示例代码：

Random r = new Random();

Random r1 = new Random(10);

注意：种子数只是随机算法的起源数字，和生成的随机数字的区间无关。

2.常见函数

Random类常见的方法：

1. protected int next(int bits)：生成下一个伪随机数。
2. boolean nextBoolean()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的boolean值。
3. void nextBytes(byte[] bytes)：生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
4. double nextDouble()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布的 double值。
5. float nextFloat()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在0.0和1.0之间均匀分布float值。
6. double nextGaussian()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的double值，其平均值是0.0标准差是1.0。
7. int nextInt()：返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
8. int nextInt(int n)：返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在（包括和指定值（不包括）之间均匀分布的int值。
9. long nextLong()：返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。
10. void setSeed(long seed)：使用单个 long 种子设置此随机数生成器的种子。

3.Random类使用举例

生成[0,1.0)区间的小数：

double d1 = r.nextDouble();

生成[0,5.0)区间的小数：

double d2 = r.nextDouble() * 5;

生成[1,2.5)区间的小数：

double d3 = r.nextDouble() * 1.5 + 1;

生成-231到231-1之间的整数：

int n = r.nextInt();

生成[0,10)区间的整数：

int n2 = r.nextInt(10);

n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);

生成[0,10]区间的整数

int n3 = r.nextInt(11);

n3 = Math.abs(r.nextInt() % 11);

生成[-3,15)区间的整数

int n4 = r.nextInt(18) - 3;

n4 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;

public class TestRandom2 {


    public  static  void main(String[] args){

        Random r1 = new Random(10);
        System.out.println("使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列");
        for (int i = 0; i< 10; i++){
            System.out.print(r1.nextInt(10) + " ");
        }

        Random r2 = new Random(10);
        System.out.println("使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列");
        for (int i = 0; i< 10; i++){
            System.out.print(r2.nextInt(10) + " ");
        }

        Random r3 = new Random();
        System.out.println("使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的的Random生成对象[0,10)内随机整数序列");
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.print(r3.nextInt(10) + " ");
        }

        ArrayList list = new TestRandom2().getDiffNO(10);
        System.out.println("产生的n个不同的随机数:" + list);
    }

    public ArrayList getDiffNO(int n){

        //生成[0,10)个不重复的随机数
        ArrayList list = new ArrayList();
        Random rand = new Random();
        boolean[] bool = new boolean[n];
        int num = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++){
            do {
                //如果产生的数相同继续循环
                num = rand.nextInt(n);
            }while (bool[num]);
            bool[num] = true;
            list.add(num);
        }
        return  list;
    }

使用种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列
3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
使用另一个种子为10的Random对象生成[0,10)内随机整数序列
3 0 3 0 6 6 7 8 1 4 
使用种子缺省是当前系统时间的毫秒数的的Random生成对象[0,10)内随机整数序列
1 7 0 2 3 6 9 9 3 6 
产生的n个不同的随机数:[9, 4, 6, 7, 2, 3, 5, 0, 1, 8]

通过上面例子发现相同种子数的Random对象，相同次数生成的随机数字是完全相同的。如果想避免出现随机数字相同的情况，则需要注意，无论项目中需要生成多少个随机数字，都只使用一个Random对象即可。

3.种子seed

seed 是 Random 生成随机数时使用的参数：

Random 中最重要的就是 next(int) 方法，使用 seed 进行计算，其他 nextXXX 方法都是调用的 next()。

所以随机数是种子经过计算生成的。

总结：

不含参的构造函数每次都使用当前时间作为种子，随机性更强。

而含参的构造函数其实是伪随机，更有可预见性。